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解决锌合金压铸件电镀起泡问题

2019-11-09 09:17:30 佛山市辰辉金属有限公司 阅读

解决锌合金压铸件电镀起泡问题,锌合金的主要成份是锌,还有铝。它们都是两性金属,化学稳定性差,在空气中容易氧化、腐蚀,所以必须电镀或涂装。锌合金容易压铸、材料成本低、加工费用低,只要受力不太大,而形状又比较复杂的工件,常常用锌合金取代铜、铁等其他金属材料。


 锌合金压铸件表面状态的质量控制


工件的几何形状设计

锌合金压铸件.jpg

 锌合金铸件在设计其几何形状时,尽量避免盲孔深的凹部等结构,因此,要求在零件设计时,在不影响外观和使用的部位,留出便于溶液、气体流动的排泄工艺孔。这样不仅能很好地实施镀覆,而且减轻了镀液被污染的程度。


压铸件的模具设计和压铸工艺

锌合金压铸件表面是致密层,厚度约0.1mm,内部则是疏松多孔结构。在模具设计和采用压铸工艺时,尽量使工件表面光滑,减少裂纹、气孔、冷隔缝隙、飞边及毛刺等铸造缺陷。为此,必须进行机械清理,这时应避免损伤表面致密层,以免露出多孔的基体造成电镀困难,并影响电镀质量。锌合金压铸时常常使用脱模剂,对脱模剂的使用和去除应给予一定的重视,它是影响镀层结合力的因素之一。


工件的材质选择

 常用的锌合金材料中用于电镀的有2ZnAl43、2ZnAl41、2ZnAl40.5、2ZnAl4,使用最多的牌号为ZnAl925,ZnAl903,但ZnAl903比ZnAl925更好。


 另外,在压铸时常用一部分回料,其比例应控制在15%,最好不要超过20%。因回料中容易掺杂其他(如硅)成分,影响镀层的结合力。若使用回料多的铸件,电镀时最好用氢氟酸活化。


锌合金压铸件目前广泛应用于各种装饰方面,如领带夹、皮带扣、各种金属饰扣等,因而对铸件表面质量要求高,并要求有良好的表面处理性能。而锌合金压铸件最常见的缺陷是表面起泡。


电镀


铸件表面在以下情况下有鼓起的包称之为起泡,是铸件内缺陷的外部表现。


(1)压铸出来就发现。


 (2)抛光或加工后显露出来。


 (3)喷漆或电镀后出现。


(4)放置一段时间后发现。


电镀


 产生原因


1.孔洞引起:主要是气孔和收缩机制,气孔往往是圆形,而收缩多数是不规则形。


 气孔产生原因:a金属液在充型、凝固过程中,由于气体侵入,导致铸件表面或内部产生孔洞。b涂料挥发出来的气体侵入。c 合金液含气量过高,凝固时析出。当型腔中的气体、涂料挥发出的气体、合金凝固析出的气体,在模具排气不良时,最终留在铸件中形成的气孔。


缩孔产生原因:a金属液凝固过程中,由于体积缩小或最后凝固部位得不到金属液补缩,而产生缩孔。b 厚薄不均的铸件或铸件局部过热,造成某一部位凝固慢,体积收缩时表面形成凹位。由于气孔和缩孔的存在,使压铸件在进行表面处理时,孔洞可能会进入水,当喷漆和电镀后进行烘烤时,孔洞内气体受热膨胀;或孔洞内水会变蒸气,体积膨胀,因而导致铸件表面起泡。


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 2.晶间腐蚀引起:锌合金成分中有害杂质:铅、镉、锡会聚集在晶粒交界处导致晶间腐蚀,金属基体因晶间腐蚀而破碎,而电镀加速了这一祸害,受晶间腐蚀的部位会膨胀而将镀层顶起,造成铸件表面起泡。特别是在潮湿环境下晶间腐蚀会使铸件变形、开裂、甚至破碎。


 3.裂纹引起:水纹、冷隔纹、热裂纹。


电镀


 水纹、冷隔纹:金属液在充型过程中,先进入的金属液接触型壁过早凝固,后进入金属液不能和已凝固金属层熔合为一体,在铸件表面对接处形成叠纹,出现条状缺陷,见图2。水纹一般是在铸件表面浅层;而冷隔纹有可能渗入到铸件内部。热裂纹:a 当铸件厚薄不均,凝固过程产生应力;b过早顶出,金属强度不够;c顶出时受力不均;d过高的模温使晶粒粗大;e有害杂质存在。


当压铸件存在水纹、冷隔纹、热裂纹,电镀时溶液会渗入到裂纹中,在烘烤时转化为蒸气,气压顶起电镀层形成起泡。


解决缺陷方案


控制气孔产生,关键是减少混入铸件内的气体量,理想的金属流应不断加速地由喷嘴经过分流锥和浇道进入型腔,形成一条顺滑及方向一致的金属流,采用锥形流道设计,即浇流应不断加速地由喷嘴向内浇口逐渐减少,可达到这个目的。在充填系统中,混入的气体是由于湍流与金属液相混合而形成气孔,从金属液由浇铸系统进入型腔的模拟压铸过程的研究中,明显看出浇道中尖锐的转变位和递增的浇道截面积,都会使金属液流出现湍流而卷气,平稳的金属液才有利于气体从浇道和型腔进入溢流槽和排气槽,排出模外。


对于缩孔:要使压铸凝固过程中各个部位尽量同时均匀散热,同时凝固。可通过合理的水口设计,内浇口厚度及位置,模具设计,模温控制及冷却,来避免缩孔产生。


对于晶间腐蚀现象:主要是控制合金原料中有害杂质含量,特别是铅<0.003%。注意废料带来的杂质元素。


对于水纹、冷隔纹,可提高模具温度,加大内浇口速度,或在冷隔区加大溢流槽,来减少冷隔纹的出现。


 对于热裂纹:压铸件厚薄不要急剧变化以减少应力产生;相关的压铸工艺参数作调整;降低模温。


锌合金电镀起泡的原因:


电镀


电镀之前的表面处理是引起锌合金起泡的主要原因,因为锌合金为两性金属,易与酸反应,也易与碱反应,一般电镀之前有去油和酸洗两道工序;


去油一般是碱性的常温去油剂,酸洗溶液一般是三酸的混合液(HCL\H2SO4\HNO3)


去油是主要引起锌合金电镀起泡的主要原因:


去油一般是用加温了的常温去油剂长时间的浸泡和搅拌,化学反应时间较长.一般酸洗时间较短,不易产生此起泡现象.(因酸洗用的是配比的强酸,有很强的浸蚀性,所以一般锌合金在电镀时不去油,用硫酸活化一下即可电镀)


锌合金的电镀工艺:


电镀


由于锌合金金属的电介位的关系,锌合金不能直接在表面镀银\镍\金等等镀层,需要镀一层较厚的中间层铜层(一般铜层为5微米左右)


 不过,锌合金在压铸后组织的松散也会导致起泡现象,这属于压铸不合格,一般这种现象的不良比率不会太高,这就需要大家分析起泡现象是出现在什么工序的.


综上所述,锌合金电镀起泡现象是电镀中常有发生的现象,所以选择好的电镀供应商其实是一个关键的因素,如果一个电镀商很少或是根本没有加工过锌合金电镀,那么要他给你供稳定质量的电镀产品,我想是有一定的难度的,所以去电镀厂家的考查还是有必要的(由于电镀厂家一般都是又差又脏,可能是重污染行业的关系,小作坊从事的较多,优秀的私营电镀厂少之又少,各位如果都能够走出去做品质的话,想是收获一定不少)


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